中國粉體網(wǎng)訊  建筑垃圾指對各類建筑物和構(gòu)筑物等進行拆遷、建設(shè)、裝修和修繕房屋過程中所產(chǎn)生的余泥、余渣、廢舊混凝土、廢舊磚石及其他廢物的統(tǒng)稱。據(jù)統(tǒng)計，2005～2013年間，國內(nèi)一線城市建筑垃圾的日產(chǎn)量為810t左右，二、三線城市建筑垃圾日產(chǎn)量在500t左右，給城市的環(huán)境帶來了很多問題。因此，建筑垃圾的再生利用已成為人們關(guān)注的課題，資源化利用建筑垃圾分選粉體同樣也進入了水泥研究的領(lǐng)域，也是水泥生產(chǎn)綠色化和水泥高性能化的結(jié)合點。

本文試驗所用的原料為拆除混凝土結(jié)構(gòu)與磚混結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的垃圾，來源于城市的改造、拆危等,試驗將建筑垃圾分選粉體摻入生料中，主要研究這些分選粉體對硅酸鹽水泥熟料燒成過程的影響。

1建筑垃圾分選粉體的生產(chǎn)工藝及基本性質(zhì)

1.1生產(chǎn)工藝

建筑垃圾分選粉體生產(chǎn)工藝流程見圖1，主要為顎式破碎機預(yù)處理破碎、沖擊式破碎機二次處理破碎和篩分、風(fēng)力分級、吸塵處理這三個階段。經(jīng)過處理后最終得到的建筑垃圾分選粉體所占比例為61.5%，主要成分見表1。

圖1建筑垃圾分選粉體生產(chǎn)工藝流程

表1建筑垃圾分選粉體的化學(xué)成分%

1.2建筑垃圾分選粉體物理性質(zhì)

建筑垃圾分選粉體是一種質(zhì)地疏松的粉末，其堆積密度為873.49kg/m³；使用BT-9300H激光粒度分析儀對建筑垃圾分選粉體進行粒徑檢測，得到粒徑分布見圖2，其平均粒徑為30.3μm，與水泥相似；使用FBT-5型電動勃氏透氣比表面積儀對其進行表面積檢測，結(jié)果為349m²/kg。

圖2建筑垃圾分選粉體粒徑分布曲線

1.3化學(xué)性質(zhì)

對建筑垃圾分選粉體進行X射線熒光分析及衍射分析，結(jié)果見表2和圖3。

表2建筑垃圾分選粉體化學(xué)成分%

圖3建筑垃圾分選粉體XRD圖譜

從表2和圖3中可見，建筑垃圾分選粉體主要礦物成分是SiO₂，這說明廢棄混凝土砂石骨料中的碎屑在分選粉體中占有較大比例；衍射圖中難見硅酸鈣、鋁酸鈣等晶體的衍射峰，說明試驗所用建筑垃圾分選粉體中的水泥顆粒已基本水化完全，主要以凝膠體形式存在。

2建筑垃圾分選粉體摻量對水泥性能的影響

將建筑垃圾分選粉體(細度為349m2/kg)按照不同比例配入水泥生料中，以研究其對硅酸鹽水泥熟

料煅燒的影響。

配料方案見表3。所有配料均經(jīng)過粉磨設(shè)備粉磨并過0.2mm篩，且0.08mm篩余＜8%。按照一定的配合比配制而成的生料粉，混合均勻后加入15%～20%的蒸餾水，在3～5t的壓力下制成Φ15mm、約3g

±0.5g的生料片，將此生料片放入100～125℃的烘干箱中進行低溫烘干，再轉(zhuǎn)移到預(yù)先升溫至850℃的硅碳棒高溫爐中保溫40min，再升至預(yù)先設(shè)定的溫度（1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃和1500℃），保溫30min后取出自然冷卻，粉磨成粉體全部通過0.08mm篩，用甘油-乙醇法測定粉體中的fCaO的含量。其中1為對比組，不摻建筑垃圾分選粉體。表3各配料經(jīng)不同溫度煅燒后的熟料試樣的fCaO含量見表4，物理性能見表5。

表3摻入建筑垃圾分選粉體的配料方案

表4摻入建筑垃圾分選粉體配料試樣煅燒后fCaO含量%

表5建筑垃圾分選粉體摻入量與水泥性能的關(guān)系

從表4可以看出，煅燒溫度≥1300℃，摻入建筑垃圾分選粉體組的各熟料試樣fCaO含量都小于對比組。其中在1400℃，摻入建筑垃圾分選粉體的試樣已經(jīng)燒成，其fCaO含量基本都在1.5%以內(nèi)，而對比組試樣尚未燒成。如果C3S的開始形成溫度大致認(rèn)為是1338℃，那么在燒成溫度≥1350℃以上時，摻入建筑垃圾分選粉體的熟料試樣的fCaO含量均小于對比樣。這說明建筑垃圾分選粉體摻入硅酸鹽水泥生料中，不會使水泥熟料的巖相發(fā)生本質(zhì)變化，反而能燒制出性能更好的水泥熟料。當(dāng)摻加量為12.7%，煅燒溫度在1450℃時(2號試樣)，fCaO含量最低，僅為0.78%，符合一般水泥生產(chǎn)要求fCaO≤1.0%的要求。另外，因摻入建筑垃圾分選粉體生料中的CaO含量穩(wěn)定，而CaO是C₃S的生成必備物質(zhì)，更加有利于C₃S的后期形成。但筆者認(rèn)為，僅靠建筑垃圾分選粉體改善硅酸鹽水泥熟料的性能，效果還不夠理想，需要進行后續(xù)的進一步研究。

從表5可以得出，摻入建筑垃圾分選粉體的試樣均接近對比組的強度值，因此將建筑垃圾分選粉體摻入生料不會對水泥強度產(chǎn)生負(fù)面影響。試樣2燒成后水泥熟料的化學(xué)組成見表6。

表6試樣2燒成后水泥熟料的化學(xué)組成%

從表6可知，摻入建筑垃圾分選粉體，熟料中實際的有害物質(zhì)含量較低。建筑垃圾分選粉體中微量組成的作用機理屬于固溶、晶型轉(zhuǎn)變和降低生長活化能的作用，在低溫階段效果不明顯，主要在正常燒成溫度范圍內(nèi)（1450℃）加速了C₃S的形成。因為現(xiàn)在的水泥熟料生產(chǎn)工藝在燒制熟料時普遍采用高溫煅燒，所以在水泥生料中摻加建筑垃圾分選粉體在煅燒工藝上是非常適宜的。生料中復(fù)摻建筑垃圾分選粉體，在正常燒成溫度（1450℃左右）下加速了C₃S的形成，因此易于燒制高C3S含量的水泥熟料，從而提高水泥強度。

3結(jié)束語

1）本試驗條件下，分選粉體的適宜摻量為10%～12.7%。

2）分選粉體摻入硅酸鹽水泥生料是完全可行的，其煅燒的熟料性能接近未摻的對比組。顯然，這是實現(xiàn)建筑垃圾再生利用、有效利用和資源化利用的途徑之一，也是水泥工業(yè)節(jié)約自然資源、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)綠色生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的重要方面。

作者單位：蘭州理工大學(xué)

原標(biāo)題:摻加建筑垃圾分選粉體對硅酸鹽水泥熟料燒成的影響

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）